“分析化學(xué)”——“考質(zhì)求數(shù)之學(xué)”

　　“分析化學(xué)”較早的中文名稱(chēng)即是“考質(zhì)求數(shù)之學(xué)”。

　　徐壽(1818-1884)在譯述《化學(xué)考質(zhì)》(定性分析)與《化學(xué)求數(shù)》(定量分析)時(shí)寫(xiě)到，“考質(zhì)求數(shù)之學(xué)，乃格物之大端，而為化學(xué)之極致也”。

　　“化學(xué)求數(shù)”在化學(xué)發(fā)展歷史上起著至關(guān)重要的作用。

　　對(duì)于任何化學(xué)物質(zhì)，以最簡(jiǎn)單的化學(xué)元素為例，歷史上化學(xué)家首先關(guān)心、要“求”的“數(shù)”當(dāng)推其原子量。周期表的構(gòu)建是化學(xué)數(shù)據(jù)累集到一定程度對(duì)其進(jìn)行分析挖掘的成果。

　　我國(guó)分析化學(xué)奠基人梁樹(shù)權(quán)先生用化學(xué)法測(cè)定的鐵原子量(55.850)為國(guó)家原子量委員會(huì)長(zhǎng)年沿用，是中國(guó)分析化學(xué)家的一項(xiàng)重要貢獻(xiàn)。

　　化學(xué)計(jì)量學(xué)——解決“數(shù)據(jù)海嘯”問(wèn)題的重要手段

　　20世紀(jì)中后期分析化學(xué)的進(jìn)步，尤其是現(xiàn)代儀器分析的發(fā)展及其大量取代化學(xué)分析，分析化學(xué)面臨“數(shù)據(jù)爆炸”，這是信息時(shí)代來(lái)臨的標(biāo)志，它對(duì)分析化學(xué)產(chǎn)生了深刻的影響。隨著計(jì)算機(jī)的普及使用，化學(xué)與分析化學(xué)信息化的產(chǎn)物——化學(xué)計(jì)量學(xué)興起并快速發(fā)展，是化學(xué)與分析化學(xué)家面臨“數(shù)據(jù)爆炸”解決問(wèn)題的重要手段。

　　原子量的測(cè)定和元素周期律的發(fā)現(xiàn)就是一個(gè)突出的例子�；瘜W(xué)家早期“求”的“數(shù)”基本上是標(biāo)量，或稱(chēng)零階張量。這就存在一個(gè)問(wèn)題：我們實(shí)際上被局限在低維空間內(nèi)考察客觀世界。在一維空間，當(dāng)我們?cè)噲D區(qū)分不同樣本時(shí)，例如牛奶與羊奶，僅測(cè)量一種變量(組分，例如蛋白質(zhì))往往無(wú)法達(dá)到目的，即一維空間存在一定的局限性。而從一維空間轉(zhuǎn)向二維空間、二維空間再轉(zhuǎn)向三維空間時(shí)，在三維空間，每個(gè)點(diǎn)代表了三個(gè)變量(組分，例如蛋白質(zhì)與另外兩種化學(xué)組分)，當(dāng)我們?cè)噲D區(qū)分牛奶與羊奶時(shí)，情況又有所改善，因?yàn)檫@時(shí)我們利用的是測(cè)量三種組分來(lái)達(dá)到目的。

　　分析化學(xué)家對(duì)從低維空間向高維空間過(guò)渡會(huì)產(chǎn)生什么變化，經(jīng)歷了一個(gè)認(rèn)識(shí)過(guò)程。一維空間轉(zhuǎn)向二維乃至三維空間將提高我們辨別對(duì)象的能力。從三維空間再轉(zhuǎn)向更高維空間情況如何?我們的肉眼適應(yīng)的是二維(最多三維)空間，我們希望測(cè)量多組分來(lái)辨別對(duì)象，又希望在低維(最好是二維)空間進(jìn)行觀察。

　　為解決此問(wèn)題，在化學(xué)數(shù)據(jù)處理中引入了“因子分析”的方法，“因子分析”是化學(xué)計(jì)量學(xué)早期發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn)，代表了化學(xué)計(jì)量學(xué)經(jīng)典思路�！耙蜃臃治觥币噪p線(xiàn)性數(shù)據(jù)陣的主成份分解(雙線(xiàn)性分解)為基礎(chǔ)的基于潛變量的建模方法，奠定了多元校正與化學(xué)模式識(shí)別的基礎(chǔ)。而伴隨高階數(shù)據(jù)處理出現(xiàn)的三線(xiàn)性分解等新型算法及其二階優(yōu)勢(shì)的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而為解決更復(fù)雜的現(xiàn)代分析課題提供了新的手段。

　　分析化學(xué)為生命科學(xué)服務(wù)并與之融合

　　Euroanalysis多次提出與生命相關(guān)的motto，如“The impact of analytical chemistry on the Quality of life”等。為生命科學(xué)服務(wù)并與之融合是分析化學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。

　　生命科學(xué)的特征之一是其研究對(duì)象包括人類(lèi)自身是極其復(fù)雜的體系，這種對(duì)象的研究帶來(lái)十分龐大的數(shù)據(jù)量，用“數(shù)據(jù)爆炸”似乎還不能加以表達(dá)，化學(xué)計(jì)量學(xué)家用了“數(shù)據(jù)海嘯”這樣的名詞來(lái)形容。

　　蛋白質(zhì)組研究中，常采用“鳥(niǎo)槍法”，即先將蛋白質(zhì)化合物降解為肽段的混合物，利用質(zhì)譜進(jìn)行分析，繪出肽段在蛋白質(zhì)上的位置譜圖，以確定混合物中的蛋白質(zhì)成分。

　　化學(xué)計(jì)量學(xué)的思路是將從混合物獲得的混合信號(hào)以數(shù)學(xué)方法分離，只要找出與混合物中各單一組份對(duì)應(yīng)的信號(hào)，就等同于所尋求的質(zhì)譜分析前徹底的物理化學(xué)分離，而數(shù)學(xué)分離比徹底的物理化學(xué)分離容易實(shí)現(xiàn)，成本低，是真正意義的“綠色”分離方法。這可能顯著簡(jiǎn)化“鳥(niǎo)槍法”蛋白質(zhì)組研究。

　　分析化學(xué)要借力學(xué)科交叉、雜交、融合

　　發(fā)展分析化學(xué)，特別是加強(qiáng)分析化學(xué)基礎(chǔ)研究，要借力學(xué)科交叉、雜交、融合。運(yùn)用數(shù)學(xué)表述是構(gòu)建學(xué)科基礎(chǔ)理論的基本手段，這方面要多向物理學(xué)、物理化學(xué)等學(xué)科學(xué)習(xí)。

　　另外，我們還要思考的一個(gè)問(wèn)題就是“跟風(fēng)成為時(shí)尚，模仿成為職業(yè)”。我們?cè)谧隹蒲械臅r(shí)候創(chuàng)新的程度有多大?我們?cè)诨�礎(chǔ)研究中友沒(méi)有跟風(fēng)這類(lèi)問(wèn)題?

　　“未及前賢更勿疑，遞相祖述復(fù)先誰(shuí)?別裁偽體親風(fēng)雅，轉(zhuǎn)益多師是汝師”(杜甫)。

　　“遞相祖述”是指模仿因襲成風(fēng)，恰恰”是“未及前賢”的原因�！皠e裁偽體”，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造；“轉(zhuǎn)益多師”講的是繼承。“轉(zhuǎn)益多師是汝師”，即無(wú)所不師而無(wú)定師。要兼取眾長(zhǎng)，要有所繼承、借鑒。要善于從不同的角度向別的學(xué)科包括人文社會(huì)學(xué)科，西方與東方一切先進(jìn)的東西學(xué)習(xí)，在吸取的同時(shí)進(jìn)行自己的創(chuàng)造。